哪国燃气轮机技术水平最高?

指缝里的痛


要说到燃气轮机的技术,军用的还是英国的罗罗公司比较厉害,该公司研发的MT30型燃气轮机的额定功率为36MW,最大功率为40MW,热效率高达40%。如果说是非军用的话,要数美国的通用电气公司了,其研发的9HA.02型重型燃气轮机。该燃气轮机的复合循环的发电功率高达608MW,确实是世界之最。其次,通用电气公司最新的升级型号LM2500G4的额定功率为29MW,最大功率为34.8MW。可以说在军用燃气轮机领域,英国是走在世界前列的,毕竟罗罗公司的底蕴在那里摆着。在非军用领域,通用电气公司的实力极强。



也正是MT30型燃气轮机有这么高的功率,以至于美国DDG1000级驱逐舰,英国伊丽莎白女王级航空母舰都采用了该燃气轮机。由此可知,MT30型燃气轮机的性能有多高,就连DDG1000级驱逐舰都舍弃LM2500G4不用,选择了MT30。这也可以看出,英国在燃气轮机领域处于绝对的领跑地位,毕竟世界上第一台燃气轮机就是英国研发出来的,美国是在十多年后才后知后觉开始在燃气轮机技术上发力。所以说,英国在燃气轮机领域拥有世界最先进的技术也很正常。


说到非军用的燃气轮机,通用电气公司的产品占了半壁江山2019年上半年各燃气轮机强大的公司所占的份额如下所示:通用电气的燃气轮机订单量占全球49.66%,西门子为26.13%,三菱为12.36%,安萨尔多6.41%。也就是说,通用电气公司的燃气轮机技术确实挺先进的。 通用电气公司的9HA.02重型燃气轮机当然循环发电效率高达64%,确实是世界上效率最高的重型燃气轮机。


其实燃气轮机也就是航空发动机的变种,有实力研制燃气轮机的国家,其航空发动机技术一定不差。但是可以研制航空发动机的国家,不一定有实力研发燃气轮机无论是美国通用电气公司还是英国罗罗公司都有比较出名的航空发动机和燃气轮机。通用电气公司的航空发动机有YF120和YF136变循环发动机,罗罗公司有EJ200先进中推发动机。


由此可知,想要研发出先进的燃气轮机,就必须先把航空发动机给搞定才可以。毕竟航空发动机的高压涡轮叶片和燃气轮机的透平都需要极其先进的材料技术的支撑,两者的工作环境极其相似。都是在高温,高压,强离心力的作用下进行工作的。(图片来自网络)


江山何沉


不得不说,不管是地上跑的、天生飞的、还是水里游的,绝大多数武器装备的动力装置都是核心技术,也都是技术难点,军舰的动力装置更是如此,特别是像舰用燃气轮机这样的新型动力装置,目前全球有能力独立研发制造的国家比有核武器的国家还要少!

其实,目前全球有能力独立研制舰用燃气轮机的国家只有四个,也就是英国、美国、乌克兰和我们,即便是俄罗斯也只是在努力恢复生产中,而四个国家中舰用燃气轮机技术最高当属英国!

英国是全球最早发展舰用燃气轮机的国家,从上世纪40年代不少国家还不能制造战机的时候,英国就开始以航空发动机为基础发展燃气轮机了,经过多年的发展目前已经研发出“太因”、“奥林普斯”以及“斯贝”等多个系列的舰用燃气轮机!而其中,可以成为全球技术水平最高的当属MT30舰用燃气轮机!

MT30是罗尔斯·罗伊斯公司在Trent 800涡扇发动机(波音777所以的发动机)的基础上研发的一款单循环燃气轮机,该燃气轮机的额定功率为36MW,最大功率可达41MW,热效率可达40%,是目前全球功率、热效率最高的舰用燃气轮机;

另外,MT30的核心涡轮动力装置净重只有9.6吨,整体都算上也只有20吨,如此小的体积却有着大型蒸汽轮机都没有的功率!对于内部空间寸土寸金的军舰来说,功率大、体积小、启动速度快的MT30舰用燃气轮机,确实是非常不错的选择!

MT30舰用燃气轮机的还在于它的通用性,小到2000吨的战斗舰、大到6.5万吨的航空母舰都在使用MT30舰用,美国2700吨“独立级”滨海战斗舰使用2台MT30燃气轮机可以飙到50节的速度;1.5万吨的“朱姆沃尔特级”驱逐舰则依靠2台MT30+2台辅助燃气轮机航速达到30节。

而MT30舰用燃气轮机最值得一提的应用应该就是英国的“伊丽莎白女王级”航母了,这个满载排水量可以达到6.5万吨的航母依靠2台MT30燃气轮机+4台辅助柴油机(总功率108兆瓦),在加以全电推进的新技术的应用使得“女王级”航母的航速达到了25节!

另外,虽然英国的MT30已经可以代表目前全球舰用燃气轮机的技术的最高峰,但这已经是英国20年前的技术了,目前英国正在研发的MT50舰用燃气轮机的最大功率则可以达到50MW,热效率达到42%,未来换装到“女王级”航母上或许就不再有动力不足的情况发生了!


天下布武


目前来说在燃气轮机技术水平上英国的罗罗还是最好的,这一点可以从罗罗最新的MT30燃气轮机广泛被用于英国自家6万吨的女王级航母和美国最新的DDG1000隐身驱逐舰以及滨海战斗舰上,就可以看出这款最大输出功率高达40兆瓦的燃气轮机有多优秀了。

虽然现代燃气轮机根据使用环境主要分为发电型和动力驱动型两种,前者主要用于目前很多开始注重清洁能源使用的天然气等燃气电厂,而后者则主要以军舰使用的舰用燃气轮机为主。但是从燃气轮机的发展来说,其大部分都是从飞机使用的航空发动机衍生而来的,特别是军舰使用的燃气轮机大部分都是从航空发动机衍生而来的,所以很多舰用燃气轮机在零部件上和同型的航空发动机基本一致,所以航空发动机基础很强的国家在舰用燃气轮机技术上同样也很强。
目前在舰用燃气轮机市场上,主要以英国的罗罗和美国的GE两家称霸市场,前者以此前装备大量英国军舰和日本军舰的舰用燃气轮机奥林巴斯为主,现如今开始以基于波音777客机使用的瑞达800航空发动机衍生而来的MT30舰用燃气轮机开始称霸新一代舰用燃气轮机市场;而后者则以LM2500系列燃气轮机称霸全球大部分驱逐舰市场,像美国的提康德罗加级、伯克级、韩国的世宗大王等、日本的金刚、爱宕级等以及欧洲很多国家的中小型护卫舰都大量采用了该款舰用燃气轮机。所以从上世纪70年代初正式投入使用以来,LM2500系列燃气轮机已经销售了2000多台,占据了世界舰船燃气轮机的绝大部分份额,这是其他任何一种舰船燃气轮机都难以企及的高度,也可以说LM2500系列燃气轮机是现阶段最为成功的舰用燃气轮机。
但是从目前世界舰用燃气轮机发展的趋势来看,输出功率更大、效率更高、运行稳定性更高等要求下,对于新一代大功率舰用燃气轮机的需求越来越大,在这种需求下除了很多驱逐舰的吨位开始突破万吨级这个界限外,就是大量电子设备的使用对于动力系统的需求也随之更大。所以英国的罗尔斯罗伊斯公司在自家为波音777客机研发的瑞达800航空发动机基础上,衍生出了一款大功率的舰用燃气轮机,其最大输出功率高达40MW,并且可以长期在36MW功率下稳定工作。更为特别的是MT30的零部件与瑞达800航空发动机有80%通用性,而且整机重量也只有22吨,且所有零部件都置于箱装体内,所以无论是从输出功率还是自身结构设计上其都非常适合作为新一代的舰用大功率燃气轮机使用。
像英国满载排水量高达6万吨的女王级航母舰使用了2台MT30燃气轮机+4台柴油机就可以满足航母高速航行和舰上大量电子设备的使用需求;其次像美国最新的DDG1000驱逐舰满载排水量高达1.5万吨、也是使用MT30燃气轮机推进的,当然像美国的滨海战斗舰、韩国的大邱级护卫舰、日本30FFM护卫舰、意大利的里雅斯特级两栖攻击舰都是选用MT30燃气轮机作为主动力,从中可见MT30燃气轮机已经凭借其强大的输出功率和更加高效的模块化设计需求成为了新一代舰用大功率燃气轮机的代表。
而发电用燃气轮机现代基本以全新研制为主,是因为发电用燃气轮机对燃气轮机的定位要求不一样,其更为重视燃气轮机的可靠性、发电效率、机组长期运行的稳定性、输出功率等 ;所以在发电用燃气轮机市场主要以德国的西门子、日本的三菱、美国的GE三家为重型大功率工业发电燃气轮机代表,第二梯队则包括法国已经被恶意收购掉的阿尔斯通、意大利的安萨尔、日本的日立、我国的东方电气、哈电等。像德国西门子制造的SGT5-8000H超级燃气轮机是世界最大的燃气轮机,其单机输出功率高达为375MW,如果采用联合循环时输出功率高达578MW ,而且其净效率高达60.75%,也成为世界上效率最高的燃气轮机。这么高的输出功率有多大呢?世界上最大的核动力航母美国10万吨的尼米兹级核动力航母两台核反应堆的输出功率是194MW,等于说西门子研制的这台世界上最大的燃气轮机单台输出功率就要比尼米兹上两台核反应堆输出功率都大。可以说一台SGT5-8000H燃气轮机的发电量足够1个工业化大城市的用电需求。
而我国在燃气轮机技术发展上经过几十年的不懈努力,目前已经在舰用燃气轮机和工业燃气轮机上开始追赶上了世界主流水平,像我国最新装备万吨级055大型导弹驱逐舰就是采用了四台国产的QC280燃气轮机,而且随着QC280舰用燃气轮机的量产,未来我国在大功率舰用燃气轮机的选择上将不再受制于人,可以以此来研制更多的高速战斗舰、大型两栖攻击舰的动力等;同样在发电用的工业燃气轮机上我国的东方电气自主研制的F级燃气轮机也已经实现了点火,而且我国已经有多家单位开始冲击输出功率更高的H级燃气轮机,所以我们相信在不久的将来,我国无论是在舰用大功率先进燃气轮机和发电用工业重型燃气轮机技术上都会完全实现自主。


魑魅涅磐


民用燃气轮机的话三菱日立燃气轮机单机功率已经有470MW,入口温度1650度,算上燃气蒸汽联合循环650MW了吧,燃气蒸汽联合循环的效率也是世界最高63.2%,所以民用三菱日立是最厉害的拿到的订单也最多。可惜美国爸爸不让他用来造航发。不过日本航空发动机XF9-1已经可以算世界第三了吧领先老毛子的,还不如罗罗。不能低估日本,日本材料学领先世界二十年了吧,机加工制造精度也是世界第一,F22F35波音空客航发(罗罗普惠通用)用的都是日本淘汰的第四代单晶叶片,日本几年前就出现第六代单晶叶片了吧。

美国GE英国罗罗的军用燃气轮机也不错,不到60MW,GE的军用民用航空航天都挺牛逼的。民用不如三菱罗罗。

西门子燃气轮机这几年没有订单裁员了好多,估计再过几年要被三菱日立收购了吧。

乌克兰马达西奇四五十年没更新了吧,估计技术挺落后了,军用燃气轮机还是能造。不过落后几十年不知道怎么追。

期待中日联盟吧,白种人立马沦为二等公民。日本的半导体包括光刻机,航天火箭,燃气轮机军用民用都挺牛逼。只不过美国不让军用用的是罗罗的。光刻机半导体顶端是日本尼康,完全独立自主制造零部件和研发,已经突破7nm光刻机了,世界第一。


轩辕萌晴


燃气轮机目前较强的有普惠、通用电气,西屋电气等,美国居多,燃气轮机广泛应用于航空、船舶动力以及发电机领域是大国重器


乱世神僧


就目前来看还是英国的燃气轮机水平最高,美国次之,我国和俄罗斯差不多能并列为第三名。实际上燃气轮机包含很多种类型,比如航空发动机中的涡喷、涡扇发动机,舰用燃气轮机和发电燃气轮机等,在军事领域主要就是航空燃机和舰用燃机,这些发动机的关联性也很强,比如很多著名的舰用燃气轮机都属于航空发动机改进而来。

图为英国海军伊丽莎白女王级航母及其使用的MT30燃气轮机。

如果我们只看军事领域舰用燃机的几个经典型号,那么排名应该是英国MT30、美国LM2500、我国的GT25000等三款燃机。我们首先看看MT30,他是英国利用在波音777客机上使用的瑞达800大涵道比涡扇航空发动机基础上改进而来,功率高达40MW,他的油耗较低,在持续最大功率运转时,油耗为207千克每小时,远低于LM2500的237千克每小时,而且他的功率要比LM2500要高不少。

上图为LM2500燃气轮机箱装体,下图为美国海军提康德罗加级巡洋舰,他就使用了LM2500燃气轮机。

同时,MT30燃气轮机结构简单,寿命高,他的全重仅20多吨,零件的数量比一般的燃气轮机少50%-60%,因此可靠性非常好。正是因为MT30燃气轮机良好的技术性能,他得到了英国和美国等国的共同认可,不但在英国新一代航母伊丽莎白女王级上得到使用,而且还在美国的濒海战斗舰、DDG1000朱姆沃尔特级驱逐舰上得到了使用,把美国长期使用的国产LM2500燃气轮机都挤在了身后。

上图为美国海军DDG1000朱姆沃尔特级驱逐舰,下图为英国海军伊丽莎白女王及航母,他们都使用的是MT30燃气轮机。

不过说起LM2500燃气轮机,他也算得上是仅次于MT30的经典燃气轮机了,他在美国、日本、西班牙、澳大利亚、韩国、加拿大、西班牙、法国、意大利等国都有使用,甚至还在我国海军的一艘052型驱逐舰,也就是舷号为112的哈尔滨号驱逐舰上得到了使用,堪称是“四海一心”的经典发动机。LM2500有许多型号,性能各不相同,其中功率最大,型号最新的是LM2500-GE4发动机,功率也超过了40MW,但是油耗大大增加,寿命减少,总的来看,他还是不如MT30。

图为美国海军濒海战斗舰,他也是用了MT30燃气轮机。

排名第三的是我国的GT25000燃气轮机,当然,他是从乌克兰的UGT25000燃气轮机的基础上改进而来,所以他的性能也比UGT25000更为强大一些。他的功率为36MW,主要装备于我国海军的052C、052D、055等新型神盾驱逐舰上,算得上是功率比较大的燃气轮机,但是他的油耗也是本文所有3款燃机中最高的,而且他对环境温度非常敏感,在环境温度超过30°的时候,功率开始下降,环境温度达到35°的时候,功率就下降到30MW以下了。

图为我国海军神盾舰家族,他们都使用了GT25000燃气轮机。

因此,我国主要对其环境温度敏感性进行了改进,改进后,他可以在30多度的环境温度下依然保持最大功率,总的来看他比乌克兰的原型机要强,但是对比LM2500和MT30还是差距不小,依然需要我们继续努力追赶。


海事先锋


大家好,我是小叶。

燃气轮机主要由三部分组成:压气机、燃烧室和燃气透平。压气机从外界大气环境吸入空气,后经过轴流式压气机逐级压缩空气使之增压和增温;后压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体;然后再进入到透平中膨胀做功,推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转,使气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功。

燃气轮机经过两百多年的发展,实际燃气轮机又有很多的类型:如航空发动机中的涡喷、涡扇发动机,舰用燃气轮机和发电燃气轮机等。从燃气轮机的发展来说,现有的各型燃气轮机都是从早期飞机使用的航空发动机衍生而来,所以航空发动机基础很强的国家现在在舰用燃气轮机技术上同样也很强。

燃气轮机工作原理图

在航空发动机市场上,美国处于绝对的领先的地位。美国制造的F-135航空发动机是世界上最强悍的军用航空发动机,F-135发动机堪称世界航空发动机史上的传奇,性能登峰造极,其由普拉特惠特尼公司研发制造,是第四代涡扇航空发动机的佼佼者,其最大推力高达18吨,推重比超过10,比F-22上使用的F-119还要强得多。

F-135航空发动机

F-119航空发动机

因此目前在舰用燃气轮机市场上,主要以英国的罗罗和美国的GE两家称霸市场。英国罗罗此前就研制出了装备于大量英国军舰和日本军舰的舰用燃气轮机奥林巴斯,现如今又开始以基于波音777客机使用的瑞达800航空发动机衍生而来的MT30舰用燃气轮机开始称霸新一代舰用燃气轮机市场,这款最大输出功率高达40兆瓦的燃气轮机,不仅装备了英国自家的6万吨女王级航母,还装备了美国最新型的濒海战斗舰DDG1000。而美国的GE则凭借LM2500系列燃气轮机称霸全球大部分驱逐舰市场,像美国的提康德罗加级、伯克级、韩国的世宗大王等、日本的金刚、爱宕级等以及欧洲很多国家的中小型护卫舰都大量采用了该款舰用燃气轮机,这款燃气轮机自正式投入使用以来,已经销售了2000多台,基本占据了世界舰船燃气轮机的绝大部分份额,换句话可以说说LM2500系列燃气轮机是现阶段最为成功的舰用燃气轮机。

罗罗MT30舰用燃气轮机

美国LM2500燃气轮机

对于发电燃气轮机,其定位和其它的燃气轮机有很大的不同,因此现代发电燃气轮机基本都是全部全新研制的,目前处于市场主导地位的是德国的西门子。像德国西门子制造的SGT5-8000H超级燃气轮机是世界最大的燃气轮机,其单机输出功率高达为375MW,如果采用联合循环时输出功率高达578MW ,而且其净效率高达60.75%,也成为世界上效率最高的燃气轮机,可以说一台SGT5-8000H燃气轮机的发电量足够1个工业化大城市的用电需求。

燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备,是典型的高新技术密集型产品。作为高科技的载体,燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平,是21世纪的先导技术。目前,由于各种原因我国的燃气轮机相较于世界上其它发达国家仍有很大的差距,但有一点值得肯定的是中国目前具有最为全面的燃气轮机工业,不论是如航空发动机中的涡喷、涡扇发动机,还是舰用燃气轮机和发电燃气轮机基本都能制造,相信经过无数科研工作者的不懈努力,我国的燃气轮机技术一定会跻身世界前列。

以上就是我关于“哪国燃气轮机技术水平最高?”的观点,如果您关于这个问题还有其他的看法和见解,欢迎您在下方留言和小叶一起讨论,图片来源于网络,欢迎关注小叶,感谢您的阅读。

小叶谈军事


毫无疑问是劳斯莱斯!不容置疑!


LBL亮


中国,不说中国是不爱国


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